计算科学 与 信息探索科学
为什么要学习和怎样学习信息技术基础课程? (3) 各学科人才需要计算思维，以便形成复合型的创造性思维
各学科人才的计算思维/计算能力需求
计算思维 的学习和
训练
计算机及 其通用计 算手段的
应用
计算思维/计算能力
知识/技能 Gap
支持各学 科研究创 新的新型 计算手段
应用计算 手段进行 各学科研 究和创新
软件正在占领世界
计算机是什么? (4)都有 哪些硬件和软件?
计算机： 硬件 vs. 软件
应用 软件
各行业、各领域企业的计算系统；面向家庭、社会和政府的计算系统
服务
云
大数 据
智能
移动
企业管理软件ERP&SCM
各类在线与非在线娱乐软件 嵌入类软件-车辆、机床等设备
计算机辅助设计与制造软件CAx 电子商务各类软件，网上购物 计算类软件-生物计算、化学计算等
打通知识脉络， 融贯各门课程， 内功强化基础， 外功灵活应变。
知识/技能
(Technique/Skill)
技能：练习，练习，… …
训练与掌握 Training
计算机语言 与程序设计
数学建模 或
非数学建 模
数据库
思维
(Thought/Thinking)
启发与理解 Understanding
大学计算机 计算机专业导论 (计算思维导论)
1.1.2 什么是计算？
计算学科的计算 vs. 数学学科的计算
简单计算I：数据计算，计算规则，应用计算规则进行计算并获得计算结果
复杂计算II：f(x)，函数，计算规则及其简化计算方法，便于人应用规则进行计算，获得计算结果
复杂计算III：如丢番图方程，判定，计算规则，人可能无法完成但却可由机器自动完成，借助于机
系统 软件
工具软件 语言处理系统 数据库管理系统 中间
件，如应用服务器, 消息中间件, 流程中间件,服务中间件,… 操作系统 OS:分时OS,实时OS, 网络OS,并行OS, 移动OS,云OS, …
嵌入式/移动式(设备裸机)
网络化/互联化—其
他硬件
硬件(裸机)
计算机是什么?
是帮助我们进行 各种计算的工具
器获得计算结果
a1x1 b1 +a2x2 b2 +…+anxn bn =c
计算与自动计算 (2)人计算与机器计算的差别?
“人”计算 vs. “机器”计算
例如：求ax2+bx+c=0的根
人-求解
机器-求解
利用上述公式 计算得到x值
(1)从-n到n，产 生x的每一个整 数值； (2)将其 依次代 入到方 程中计 算; (3) 如果其值使 方 程式成立， 则 即为其解； 否 则不是
Байду номын сангаас
“看山是山，看水是水”
“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路”
From 王国维“人间词 话” 关于“境界”的阐述
思维是创新的源头，技术与知识是创新的支撑
为什么要学习和怎样学习信息技术基础课程?
(5)知识与思维的差别在哪里?
知识 vs. 贯通知识的思维—计算思维
知识
知识的贯通-
思维
本质
可实现 联想 启发性
非计算机专业学生 的未来计算能力
当前的非计算机专业 计算机关注点
化学学科工作者利 用计算手段进行学 科的科学研究
1998 年 诺 贝 尔 化 学奖奖励给一个 计算手段的研究 者-- John Pople
为什么要学习和怎样学习信息技术基础课程? (4)站得高，才能看得远；看得远，才能看得真
计算思维
“计算机”的思维: 计算机是如何工作的? 计算机的功能是如何越来越强大的? 利用计算机的思维: 现实世界的各种事物如何利用计算机来进行控制和处理? 计算思维(Computational Thinking)是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计
是各种机器 的大脑
是改造自然 的一种工具
计算机是 什么?
是看不见摸不 着但又可为我 们服务的软件
它是… …
是可以为我们创 造另一个世界虚拟世界的工具
是可以使我 们跨越时空 距离的工具
为什么要学习和怎样学习信息技术基础课程? ( 1) 计算学科的供需关系--需要计算机知识和技能
计算学科的供需关系
为什么要学习和怎样学习信息技术基础课程? (2) 计算科学与信息探索科学已成为科学创新的重要方面
系统和理解人类行为，其本质是抽象和自动化----from 周以真。
训练与实践
不断训练，不断理解，才能 找出本质，才能创新
概念与知识
浮想联翩，由此 “看山还是山，看水还是水” 贯通，看得远， “看山不是山，看水不是水” 才能认识准确 “衣带渐宽终不悔，为伊销得人憔悴”
---坚持听课，坚持训练，“铁杵磨针”，就能学得好！ ---只要听课，就能有收获，就会有想法，就会有兴趣! 你是否主动思考主动探索? ---思维的建立是不断思考的结果，对任何持疑的内容可通过 互联网进一步探索和学习，或者及时与教师沟通获得提高！
记住：计算思维的学习，不仅仅是会不会用计算机的问题， 而是会不会利用计算思维来解决身边的或社会/自然问题的问题
为什么要学习和怎样学习信息技术基础课
程? (6)大学计算机与其它课程的关系是怎
样的
知识 vs. 思维
能力
(Ability & Capability)
vs. 能力 视野：
知识与视野拓展 Knowledge
宽度---知识面宽，前沿性 深度---贯通性，深入性
Expansion
云计算与云服务
企业资源规划 与供应链管理
思维：好奇、思考、联想、贯通
•能力----内功(贯通的脉络) •实践----锻炼,使脉络贯通 •思维----脉络(穴位链) •知识----穴位
为什么要学习和怎样学习信息技术基础课程? ( 7)只要坚持，就能学好信息技术基础课程
信息技术基础课程，能否学好取决于以下要素? 你是否有信念和信心?
---信念和信心将决定你能否学好！ 你是否坚持? 是否保持兴趣?
1.1 计算、计算机与 信息素养
任课教师： 联系方式：
1.1.1计算机是什么? (1) 计算机与各种设备中的计算机?
传统“计算机器” 多样化的“计算机器”，各种设备的“大脑”系统
计算机是什么? (2) 各种应用中的计算机?
计算机是什么? (3)计算机除了硬 件，还包括软件?
形形色色的计算机
马克.安德森 ---前Netscape公司创始人，现风险投资人